自然科学的革命
第3课自然科学的革命
第3课自然科学的革命第4课思想启蒙运动导入新课：1、设问：“万有引力定律”是谁发现的？“生物是不断进化的”又是谁提出来的？为原子能的开发提供理论依据的是谁的理论？2、师：牛顿、达尔文、爱因斯坦是世界近代史上自然科学涌现出的著名科学家？他们取得了哪些突出的成就呢？对人类产生了怎样的影响？3、学生读课本导言，思考14世纪，自然科学兴起的原因是什么？学习新课：一、自然科学的革命1﹑学生自主学习，完成导学案的相关内容。
2﹑教师结合导学案的内容做适当讲解。
（一）、进化论思想对我国的影响？严复与《天演论》（二）从17世纪开始的三、四百年之间，近代自然科学迅速发展的原因是什么？1．从欧洲文艺复兴开始的思想解放运动是近代自然科学发展的基础。
2．资本主义生产的发展迫切需要科学和技术。
（三）近代自然科学还有哪些重大成就？法拉第发现了电磁感应原理,道尔顿创立了近代原子学说,门捷列夫制定了化学元素周期表,巴斯德开创了微生物学,居里夫妇发现放射性元素镭等。
（四）科技发展与国家进步之间的关系是怎样的呢？牛顿生活在资产阶级革命时期的英国，达尔文生活在工业革命时期的英国，这期间英国发展迅速，成为综合实力最强的国家。
爱因斯坦生活在19世纪末到20世纪上半期的德国和美国，这期间这两个国家发展速度最快。
从中可以看出：科技发展能够推动国家进步，国家进步又能促进科技发展。
（五）我们应该学习三位科学家的什么精神？（细心观察﹑善于思考﹑勤奋努力﹑实事求是﹑坚持不懈﹑热爱科学等）过渡：近代自然科学在冲破封建神学束缚后得到了飞速发展。
那么，这一时期，思想领域方面又有什么变化呢？二、启蒙运动1、师述：文艺复兴是欧洲历史上一场深刻的思想解放运动，标志着欧洲资产阶级文化的萌芽和兴起。
18世纪发生于西欧、以法国为中心、波及欧洲大多数国家并影响到全世界的启蒙运动是继文艺复兴之后的又一次大规模的思想解放运动。
在法文中，“启蒙”即为光明、智慧之意，“启蒙思想”，顾名思义就是给人们带来光明和智慧的思想。
自然科学的革命
第六学习主题 第1课 自然科学的革命
国产“歼十”飞机起飞
第六学习主题 第1课 自然科学的革命
牛顿被葬于伦敦威斯敏斯特大教堂
由于他的伟大功绩，牛顿生时 受到国民的尊敬，死时像国王一样 受到人们的瞻仰。
——伏尔泰
我之所以能比别人看得远些， 是因为我站在巨人们的肩上。
——牛顿
我只不过是一个在海滨玩耍的
小孩，不时地为比别人找到更光滑
更美丽的卵石和贝壳而高兴，而在
第六学习主题 第1课 自然科学的革命
距离地球数百万光年的星系
根据牛顿的原理研制的高级望远镜，使天文学家能比以前更远地观察到宇宙深处。
第六学习主题 第1课 自然科学的革命
牛顿在做光学实验
牛顿用过的仪器
牛顿曾痴迷于三棱镜的特性。他在剑桥大学三一学 院的研究室内进行了一次又一次的实验。他拉上窗帘， 使房间变暗，以便更容易观察三棱镜的效果。作为一个 大学生，他对于光的特性的了解已经超过了前人。
0.4536千克）。1661年进入剑桥大学三一学院
学习，1665年6月因伦敦暴发鼠疫离校返乡居住
艾萨克·牛顿
Isaac Newton 1642.12.25～1727.3.31 英国物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家
两年。三大成就（微积分、万有引力、光学分析） 的思想均是在这时孕育成形的。牛顿还在代数和 数论、计算方法、逼近论、概率论等方面有创造 性的成就和贡献。
第六学习主题 第3课
自然科学的发展历程
十八、十九世纪 十八、十九世纪，自然科学有 一系列划时代的发现和革命性的理论出现。
天文 康德—拉普拉斯关于太阳系起源的星云假说。 物理 能量守恒与转化定律；麦克斯韦方程组。 化学 原子—分子论；元素周期律；无机物合成有机物。 生物 细胞学、进化论、遗传学。 地学 地壳变迁理论。
十九世纪末 先是：X射线、天然放射性、电子三大发现。 紧接着，相对论和量子力学出现。凝聚态物理学、有机 高分子化学、生物化学、现代遗传学都迅速发展起来。
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综合学科 自然科学高度分化的同时，出现了高度综合。 许多边缘学科、交叉学科、综合学科不多出现。系统论、 信息论、控制论、协同学、相变理论等一系列的新成就， 是人们有可能把自然界当作一个相互联系、相互作用的 整体进行综合性研究，进一步揭示自然界系统性整体性 的统一性本质。
• 自然科学的发展过程表明：人们对自然的 认识，经历了从对自然界的感性直观的了 解，到深入细致的对细节进行了解，再到 从整体上把握自然这样一个辩证发展的螺 旋。
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自然科学与哲学的分离（公元十五世纪）随着历史的推 进，自然科学逐渐从哲学中分离出来，这种分离真正完 成是文艺复兴以后开始的。
• 混沌统一体（公元前五世纪以前） 人类对பைடு நூலகம்然规律的 探索对自然的改 造，从人猿 向揖之后就开始了。不过 那时科学、神话、巫术、妖术、原始宗教彼此不分，结 成一个“混沌统一体”，这个混沌统一体就是人类最原 始的文化。
•自然哲学（公元前六世纪至公元十五世纪） 随着火的 使用，简单工具的制造，生产的发展，人类的认识水平 逐渐提高，自然科学也逐渐从原始的混沌体中分离出来。 不过刚出现的科学知识也是原始的，还只是从客观上和 整体上对自然进行一般猜测性描述与解释，根本谈不上 什么科学的预见，自然科学只能和哲学结合在一起，形 成自然哲学。
自然辩证法：科学革命与技术革命
科学革命
• 科学理论、方法、知识等巨大进步，从库 恩的科学革命看，往往是科学的理论、概 念、规范（也就是范式）的突破，新学科 诞生并延伸到其他学科。
• 已经发生过两次，第三次正在进行
第一次：15世纪下半叶，近代天文学（哥 白尼）、近代医学（哈维）、经典力学 （牛顿）领域，哥白尼等科学家研究了宏 观低速运动规律。
• 第四次：正在酝酿：能源革命？
第二次：20世纪初，物理学领域，普朗克 量子论和爱因斯坦狭义相对论的产生，发 现了微观高速运动规律。
第三次：21世纪，Байду номын сангаас要内容是生命科学。
技术革命
• 第一次：1760年开始，蒸汽机革命（工场— —工厂）
• 第二次：1870年开始，电机革命
• 第三次：1940S—50S，控制论，原子能、 电子计算机、航天技术革命
近代自然科学的兴起与发展
近代自然科学的兴起与发展一、近代自然科学兴起和发展的原因1.资本主义的发展需要科学知识，又为科技进步奠定了物质基础。
近代自然科学是资本主义生产发展的产物， 手工工场、 大机器生产不断地采 用新工具、 新能源， 追求最高的劳动生产率， 在生产和技术上向科学家提出新的 任务和要求， 这是推动自然科学创立与发展的前提。
同时， 新兴资产阶级要求掌 握政治权力，他们需要把自然科学作为反对宗教统治争取思想自由的理论武器。
资本主义生产方式的产生和发展， 不仅向自然科学提出大量的研究课题， 还 提供了丰富的经验材料以及新的科学实验条件。
能够支持、吸引和稳定一批优秀 的科学人材，使他们从事科学研究。
2.资产阶级力量的壮大和资产阶级统治的确立为科技发展提供政治前提。
如：建立良好的科学教育基础和保持较高的科学普及水平。
科学不可能孤立 地产生， 必须有相应的科学普及、有较高程度的科学教育和国民科学素质才有可 能产生一定数量和水平的优秀科学家队伍。
政策保护。
欧洲先进国家进行保护科学发展的政策，允许自由讨论学术问题 和学术思想的自由发展等等又为近代科学的创立和发展提供了极其有利的条件。
即欧洲国家保护、奖励科技发明,重视科技发展推动了近代科学的发展.3.人文主义、 地理大发现和理性主义的兴起解放了人们的思想， 为科技发展奠定近代自然科学的兴起和发展主要著作 / 天文学 / 《自然哲学的 数学原理》《物种起源》 《人类的起源》 生物学 《人在自然界 中的地位》 //成就与贡献 日心说 证明日心说 “近代科学之父” 万有引力定律三大力学定律进化论 论证人猿同祖 进化论逐渐被接受 改良蒸汽机 推动电力广泛应用 人物 哥白尼伽利略牛顿 达尔文赫胥黎 瓦特 爱迪生 国别 波兰 意大利 英国 英国英国英国 美国 研究领域物理学 动力了思想基础.文艺复兴反对盲从和迷信，提倡独立的学术研究，为资产阶级在政治上取代封建统治作舆论准备，它打破了教会的精神统治，动摇了封建制度的政治思想基础，为把自然科学从神学中解放出来创造了必要的条件。
近代自然科学(19世纪前后)
赫尔姆霍茨－《力的守恒》
到了大约1850年，特别以焦耳实验为基础的 能量守恒原理开始得到公众的广泛认同。在这个 过程中，德国物理学家赫尔姆霍茨(1821—1894)做出了重 要的贡献。1847年，他发表了《力的守恒》一文，系统、 严密地阐述了能量守恒原理(在德语中，“力”一词向来在 “能量”的意义上被使用)。 首先，他用数学化形式表述了在孤立系统中机械能的 守恒。接着，他把能量的概念推广到热学、电磁学、天文 学和生理学领域，提出能量的各种形式相互转化和守恒的 思想。他将能量守恒原理与永动机之不可能相提并论，使 这一原理拥有更有效的说服力。 从此，能量守恒和转化定律得到普遍承认，成为全部 自然科学的基石。
瓦特的转动式蒸汽机
瓦特1765年设计的蒸汽机
设计了同汽缸分 离的单独的冷凝器， 大大提高了热效率， 减少了燃料的消耗。
蒸汽机的发明和应用
自此以后，棉纺织业、毛纺织业、采矿业、冶 金业、造纸业、印刷业、陶瓷业等部门，都先后开 始采用蒸汽作为动力机。蒸汽机的发明和应用，是 工业革命的重要内容之一，同时它又给予工业革命 以巨大的推动。恩格斯高度评价了瓦特改良蒸汽机 的重大意义和作用，他指出：“蒸汽机是第一个真 正国际性的发明，而这个事实又证实了一个巨大的 历史性的进步。”
大规模的织布厂出现
1826 火箭号机车 1807 富尔顿轮船 1781 蒸汽汽车 蒸汽时代 1765 瓦特蒸汽机 1705 纽卡门蒸汽机 1785 水力织布机 1779 骡机 1769 水力纺纱机 1764 珍妮机 1733 飞梭
1750 1775 1800
动力机
工作机
1825 1850
1875
1900
纽 可 门 式 蒸 汽 机
瓦特制成改良蒸汽机
[知识]自然科学发展概论
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1—2 简述自然科学发展的三个时期及三次科学革命三个时期：（1）自然科学发展的第一个时期大约是从远古到15世纪根据考古学的研究成果，人们在长期的实践活动中，逐步了解认识了自然界，到公元前6世纪已积累了不少的数学、天文学和医药知识，自然科学已开始萌发。
这一时期，关于自然界的知识中天文学走在最前面。
在医药方面，已有关于多种疾病的名称和药物的记载从公元前5世纪到15世纪，人们把自然界当作一个整体，从总的方面来把握自然界的发展变化，描绘自然界的总面目。
基于这种认识，产生了力求囊括自然界一切事物的自然哲学。
虽然那时已出现了天文学、数学、物理学、化学、医学、生物学、地学等专门化知识，但都包含在统一的自然哲学中。
在物理学方面，已出现了亚里士多德的《物理学》，他的工作给后人许多启发，但他所得出的结论有很多是错的，例如，受外力作用运动的物体，当外力停止作用，物体的运动也就立即终止。
又如，较重的物体下落较快，较轻的物体下落较慢等。
亚里士多德的这些错误结论纯粹是他的直观想象和逻辑推理，并无任何实验依据，那时人们也还没有“科学实验”的思想。
（2）自然科学发展的第二个时期——近代自然科学发展时期从时间上看，这个时期大约是从16世纪到19世纪。
随着欧洲文艺复兴运动和资本主义社会的发展，需要有探索自然物体的物理特性和自然力的活动方式的科学，从各个细节上分门别类地研究大自然的奥秘，于是数学、物理、化学、天文、地学、生物等专门学科逐渐从自然哲学中分离出来，形成了一门门独立的学科，使近代自然科学得到了迅速的发展。
这一时期，数学上，微积分和非欧几何已经建立；物理上，牛顿理论和电磁理论已经建立；化学上，创立了科学的原子论；天文学上，提出了日心说；地学上，提出了地质演化说；生物上，建立了细胞学说和生物进化论，等等。
近代自然科学的发展从天文学上首先突破，随后物理学又成为带头学科。
（3）自然科学发展的第三个时期——现代自然科学发展时期从时间上看，这个时期大约是从19世纪末开始。
近代自然科学开端是什么
近代自然科学开端是什么近代自然科学开端是什么近代自然科学是以天文学领域的革命为开端的。
天文学是一门最古老的科学。
在西方，通过毕达哥拉斯、柏拉图、喜帕恰斯、托勒密等人的研究，已经提出了几种不同的理论体系，成为一门最具理论色彩，又是提出理论模型最多的一门学科。
波兰天文学家哥白尼从1506年开始，在弗洛恩堡一所教堂的阁楼上对天象仔细观察了30年，从而创立了一种天文学的新理论日心说。
1543年，哥白尼公开发表《天体运论》，这是近代自然科学诞生的主要标志。
化学的由来化学是从炼金术和化学工艺中发展而来，从远古到公元前1500年，人类学会在熊熊的烈火中由黏土制出陶器、由矿石烧出金属，学会从谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色，这些都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺，但还没有形成化学知识，只是化学的萌芽时期。
约从公元前1500年到公元1650年，化学被炼丹术、炼金术所控制。
为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金，炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验，而后记载、总结炼丹术的书籍也相继出现。
燃素时期从1650年到1775年，是近代化学的孕育时期。
随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，进行化学变化的理论研究，使化学成为自然科学的一个分支。
这一阶段开始的标志是英国化学家波义耳为化学元素指明科学的概念。
从1775年到1900年，是近代化学发展的时期。
1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期，使化学沿着正确的轨道发展。
19世纪初，英国化学家道尔顿提出近代原子学说，突出地强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征，其中量的概念的引入，是与古代原子论的一个主要区别。
二十世纪的化学是一门建立在实验基础上的科学，实验与理论一直是化学研究中相互依赖、彼此促进的两个方面。
进入20世纪以后，由于受到自然科学其他学科发展的影响。
并广泛地应用了当代科学的理论、技术和方法，化学在认识物质的组成、结构、合成和测试等方面都有了长足的进展，而且在理论方面取得了许多重要成果。
科学革命名词解释
科学革命名词解释科学革命是指18世纪以来，随着自然科学的发展，特别是自然科学与哲学的相互渗透而导致自然科学革命性变化的一系列事件。
19世纪三、四十年代，牛顿力学体系的建立和近代自然科学的形成是这次科学革命的重要标志。
这次科学革命完全改变了人类对自然界的认识和描述，使近代科学诞生。
它使人类第一次真正成为征服宇宙的主人。
历史发展到十八世纪后期时，牛顿的经典物理学成就达到极盛时期，到了十九世纪下半叶，由于科学技术进入近代自然科学阶段，经典物理学中一些不适合新科学研究的旧观念和概念便失去意义。
在数学方面，微积分学逐渐确立，极大地推动了近代自然科学的迅速发展。
牛顿力学的创立使人类对自然界有了更深刻的认识，但还只是粗浅的认识，所以近代自然科学的迅猛发展，在很大程度上是因为得益于哲学思想和方法论的突破，才开拓了新的研究领域。
科学革命的意义在于：科学革命改变了世界的面貌，为资本主义的产生奠定了雄厚的自然科学基础。
如哥白尼的“日心说”和“宇宙无限说”，波兰天文学家哥白尼的“日心说”使人们普遍接受了太阳是宇宙的中心，宇宙万物都绕太阳运转，这个运动是有规律的等思想。
17世纪，人们首先用观测恒星天体来寻找日食、月食和彗星等天象，然后又提出天体的结构问题，开始涉及太阳系的起源问题。
天体运行和结构成了当时科学研究的热门课题，这样就开始了经典物理学的历史阶段。
这时候出现了各种各样的科学问题，促进了科学家们的探索。
对此，伏古勒尔说：“任何伟大的思想都是从解决这样或那样的疑难问题开始的”。
英国的霍金斯在《牛顿力学史》中认为，在牛顿之前，虽然有许多伟大的思想家，如巴门尼德、毕达哥拉斯、亚里士多德、希波克拉底、阿基米德等，但没有人能像牛顿那样“在他生活的时代独占一席之地，他把人类引向天空的边缘，却仅仅留下一条狭窄的通道”。
伽利略的落体定律在数学上是一个辉煌的胜利，同时也使得在各门自然科学的实验和研究工作取得了进展。
由于天文望远镜的发明，意大利科学家伽利略根据观测事实，于1609年2月发表了《两大世界体系的对话》，他首次提出了太阳中心说，冲击了封建神学。
科学革命是什么？
科学革命是什么？科学革命是指发生在16世纪末到18世纪初的一次重大科技变革，这个时期的知识分子开始采用自然科学的研究方法，发现了许多自然科学的基本原理，并开创了一部分现代科学的分支学科。
下面我们将从三个方面介绍科学革命的内容。
一、科学出现前的情况在科学革命之前的许多世纪中，人们对于自然现象的解释（包括宇宙和生物）多数是以宗教或超自然的观点来理解的，而科学手段和技术也是非常落后的。
这个时期的欧洲人常常被瘟疫、战争、地震和器具的磨损等事件所困扰，他们渴望找到解决问题的方法。
科学革命的出现时机也因此得以孕育。
1.科学的先驱者在科学革命之前，这个时期的哲学家和思想家们在解释自然现象时，他们的观点都是以经验主义思路来进行的，例如亚里士多德的逻辑学和自然学就是以这种哲学思想来指导的。
他们相信自然法则，制定自然法则的方法，包括组合模式、对比模式和分类模式。
只有通过充分的观察和归纳研究，才能深刻理解自然现象。
2.科技的局限性这个时期的科技发展水平还是很低的，如制造钢铁的技术、纺织工具的设计、化验仪器的制造、测量仪器的使用等都十分简单。
很多时候，科学家们必须通过观察、比较、实验以及交流的方式来交流知识，这也导致很多科学研究都被人们认为不可靠和公正。
二、科学方法的改进和逐渐普及科学革命开展后，人们开始逐渐使用更加科学的方法来研究自然现象，科学成为一种更加可信赖和可预测的知识。
这也包括现代科学的基本原理、科学实验、科学观察和数据分析等方面的改进。
1.强调理性思维科学革命前期，哲学家们探讨的问题侧重于“什么是真实的”，但在科学革命的推动下，他们开始强调“如何确定真实”，也就是强调理性的思维方式。
通过使用严格的科学方法，科学家们可以准确预测物理现象和科学规律，并将它们用于发展更加精确和高效的技术。
2.实验科学和理论操控的规范化科学家们开始使用实验科学的方式来研究认知的问题，除了构建诸如卡片乎鸟《森林+谷底》之类的实验，以及提出理性宣言，还要严格要求实验的规范化和实验设计的公正性等等，来保证实验结果的准确性和让科学方法更加可信赖。
简述自然科学的起源和发展
简述自然科学的起源和发展自然科学是人类对自然现象的系统性研究的总称，它的起源可以追溯到古代文明。
随着人类社会的发展，自然科学也不断发展壮大，形成了许多分支学科。
1. 古代自然科学：古代文明中对自然科学的探索主要表现为对一些自然现象的观察和简单解释。
例如，古希腊的哲学家泰勒斯、亚里士多德等对天文、地理、生物学等进行了初步的研究。
在古代中国，也有诸如《周易》、《黄帝内经》等著作，探讨了天文、地理、医学等方面的知识。
2. 中世纪自然科学：在欧洲中世纪时期，自然科学的研究受到宗教和迷信的制约，发展较为缓慢。
然而，仍有一些学者在艰苦的环境下坚持研究，如波兰天文学家哥白尼提出了日心说，挑战了教会的地心说观念。
3. 科学革命：16世纪至17世纪，欧洲经历了一场科学革命，标志着近代自然科学的兴起。
这期间，牛顿提出了力学三定律和万有引力定律，奠定了经典力学的基础；德国天文学家开普勒发现了行星运动的三大定律；英国生物学家达尔文提出了进化论，改变了人们对生物世界的认识。
4. 19世纪的自然科学：19世纪，自然科学的研究取得了巨大进展。
英国科学家麦克斯韦建立了电磁理论，预言了电磁波的存在；德国物理学家爱因斯坦提出了相对论，改变了人们对时空的认识；荷兰物理学家洛伦兹等人发展了统计学力学，为热力学和统计物理奠定了基础。
5. 20世纪的自然科学：20世纪是自然科学蓬勃发展的时代。
量子力学、相对论和基因理论等重大科学突破改变了人们对物质世界、生命现象和宇宙的认识。
此外，计算机科学、空间科学、纳米科技等新兴领域的出现，拓展了自然科学的范畴和应用。
6. 当代自然科学：进入21世纪，自然科学继续飞速发展，不断开拓新的研究领域，如大统一理论、量子信息科学、生物技术等。
与此同时，自然科学与社会科学的交叉融合也越来越紧密，推动了众多领域的创新和变革。
科学在历史上的四次重大革命
科学在历史上的四次重⼤⾰命科学在历史上四次重⼤的⾰命
第⼀次科学⾰命
发⽣于16～17世纪,以哥⽩尼的“⽇⼼说”为代表,初步形成了与中世纪神学与经验哲学完全不同的
新兴科学体系,标志着近代科学的诞⽣。
后经开普勒、伽利略,特别是⽜顿为代表的⼀⼤批科学家的推动
，建⽴了近代⾃然科学体系。
第⼆次科学⾰命
是19世纪末到20世纪初,X射线、电⼦、天然放射性、DNA双螺旋结构等的发现，使⼈类对物质结构的认识由宏观领域进⼈微观领域。
相对论和量⼦⼒学的建⽴使物理学理论和整个⾃然科学体系以及⾃然观
、世界观都发⽣了重⼤变⾰，有机化学、分⼦⽣物学与基因⼯程、⽣物技术、微电⼦与通讯技术飞速发
展，标志着科学发展进⼊了现代时期。
第四次科学⾰命。
近代自然科学的诞生和发展
第二章：近代自然科学的诞生和发展第一节近代科学革命1．1天文学革命一．哥白尼的日心地动说哥白尼(Nicolaus Copernicus，1473—1543)是波兰数学家兼天文学家，于1543午发表了《天体运行论》一书，全面地阐述了他的日心地动说。
其要点是：太阳是宇宙的中心，所有行星在以太阳为公共圆心的圆形轨道上绕日旋转；地球是一颗普通的行星，它有自转并与其他行星一样绕太阳公转。
根据这两个基本观点，哥白尼指出，太阳的东升西落不是太阳绕地球旋转，而是地球自转的表现；天球上恒星位置每年所发生的周期性变化也不是恒星运动所致，而是地球绕太阳公转的结果。
以现代的观点来看，哥白尼的学说并非完美无缺，但是它从根本上纠正了自古流传并为基督教会所支持的地心和地静说的错误，当哥白尼的学说为世人所接受之后，它就不可避免地动摇了教会的权威，从而解放了人们的思想。
）称哥白尼日心体系的诞生为“西方人知识发展的划时代的转折点”，因为它不仅是天文学基本概念的变革，而且是人对自然的理解的根本变革，甚至是西方人价值观念变更的一部分。
但也有些人断言，哥白尼革命只不过是提出了地球每日绕自身轴旋转一周，每年绕太阳公转一周，甚至有些科学史家根本否认存在一场“哥白尼革命”。
我们认为，尽管哥白尼体系有很多旧理论的痕迹和不完善之处，甚至在得到观测证实的精确程度上一度比托勒密理论还逊色些，但是它用日心、地动说代替统治天文学界多年的地心、地静说，是在重大理论问题上用正确认识取代了谬误的认识。
哥白尼理论的意义至少有两方面：其一，它引起了整个宇宙观、世界观的巨大变革。
长期以来，教会利用地心说来说明上帝创造世界，说明上帝创造一切都是为了地球上的人类，所以有意把地球摆在字宙的中心。
而现在，在宗教教义中被说成是宇宙中心的地球已沦为一个普通行星，于是，上帝这个不可动摇的偶像也就随之而倒台了。
日心说动摇了宗教的自然观支柱，也就是动摇了宗教世界观的基础。
从社会文化心理层面讲，日心说对地心说的背叛也是对近千年形成的精神生活方式和浓厚宗教情结的挑战。
科学革命的结构概述
科学革命的结构概述一、科学革命的起源科学革命起源于对自然现象的好奇和探索。
自古以来，人类就对天空、海洋、陆地上的各种现象充满了好奇心，并不断尝试用各种方式去解释它们。
这种好奇心和探索精神促使人们逐渐摆脱了封建迷信的观念，开始用理性的方式去研究自然现象，从而奠定了科学的基础。
二、科学方法的诞生在科学革命的早期，科学家们开始采用系统的方法来研究自然现象。
这种方法强调观察、实验和推理，要求人们在研究过程中保持客观、公正的态度。
这种科学方法的诞生为后来的科学研究奠定了坚实的基础。
三、实验科学的兴起随着科学方法的不断发展，实验科学开始兴起。
人们开始通过实验来验证自己的理论，而不是仅仅依靠经验和直观的观察。
实验科学的兴起为科学研究带来了更加可靠的数据和结果，也为科学理论的发展提供了有力的支持。
四、科学定律的建立在实验科学的基础上，科学家们开始建立各种科学定律。
这些定律是对大量实验结果的总结和归纳，它们能够准确地描述自然现象，并帮助人们预测和控制自然现象。
例如牛顿三定律、热力学定律等，都是科学革命中建立的经典定律。
五、科学理论的演进随着科学方法的不断发展和实验科学的兴起，科学家们开始提出更加复杂和深刻的理论来解释自然现象。
这些理论不仅包括了大量的实验数据和观察结果，还融入了数学等学科的知识和方法。
例如进化论、量子力学等理论的出现，标志着科学革命进入了一个新的阶段。
六、科学革命的影响科学革命对人类社会产生了深远的影响。
它不仅改变了人们对自然世界的认识方式，还推动了技术进步和社会变革。
科学革命使得人们能够更加准确地预测和控制自然现象，从而提高了生产力和生活质量。
同时，科学革命也促进了思想解放和社会进步，为人类文明的发展奠定了坚实的基础。
七、科学革命与社会变革的关系科学革命与社会变革紧密相连。
一方面，科学技术的进步为社会发展提供了强大的动力和支持；另一方面，社会变革也为科学技术的发展提供了更好的环境和条件。
在科学革命的过程中，社会观念和制度的变革也促进了科学技术的进步和创新。
近代自然科学的发展和影响
近代自然科学的发展和影响
近代自然科学的发展和影响可以追溯到17世纪的科学革命开始，这一时期标志着科学方法的兴起和自然科学知识的快速积累。
在近代自然科学的发展过程中，有一些重要的里程碑事件，例如：
1. 科学方法的兴起：科学方法的建立和应用，如实证主义和实验方法的发展，为近代科学的研究奠定了基础。
通过观察、实验、假设和验证等方法，科学家们能够确立可靠的科学理论和定律。
2. 牛顿力学的诞生：17世纪末，英国科学家牛顿提出了经典力学体系，解释了运动物体的力学规律。
牛顿的力学成果被广泛应用于物理学、工程学等领域，对后续科学的发展产生了重要影响。
3. 科学分支的建立：在近代，自然科学分支纷繁涌现，如生物学、化学和物理学等。
随着科学研究的不断深入，这些分支学科逐渐形成独立的研究领域，并且互相之间交叉融合，推动了自然科学的进步。
近代自然科学的发展对社会产生了深远影响，如下：
1. 技术革命：自然科学的发展推动了技术的进步和革命，如工业革命的发生与自然科学的快速发展密切相关。
新的科学知识
和研究方法为技术发展提供了坚实基础，推动了人类社会的工业化、城市化和现代化进程。
2. 科学思维的普及：近代自然科学的发展促使科学思维在社会中得到普及。
人们逐渐接受科学知识的重要性，通过科学方法进行研究与思考，科学理性成为思维方式的一部分。
这种科学思维方式为人类进步提供了有力支持。
3. 环境保护与可持续发展：近代自然科学的发展对人类对环境的认识和保护意识产生了重要影响。
科学研究揭示了自然界的脆弱性和人类活动对环境的影响，推动了环境保护和可持续发展的理念的兴起。
近代自然科学的兴起与发展
近代自然科学的兴起与发展一、近代自然科学兴起和发展的原因1.资本主义的发展需要科学知识，又为科技进步奠定了物质基础。
近代自然科学是资本主义生产发展的产物，手工工场、大机器生产不断地采用新工具、新能源，追求最高的劳动生产率，在生产和技术上向科学家提出新的任务和要求，这是推动自然科学创立与发展的前提。
同时，新兴资产阶级要求掌握政治权力，他们需要把自然科学作为反对宗教统治争取思想自由的理论武器。
资本主义生产方式的产生和发展，不仅向自然科学提出大量的研究课题，还提供了丰富的经验材料以及新的科学实验条件。
能够支持、吸引和稳定一批优秀的科学人才，使他们从事科学研究。
2.资产阶级力量的壮大和资产阶级统治的确立为科技发展提供政治前提。
如：建立良好的科学教育基础和保持较高的科学普及水平。
科学不可能孤立地产生，必须有相应的科学普及、有较高程度的科学教育和国民科学素养才有可能产生一定数量和水平的优秀科学家队伍。
政策保护。
欧洲先进国家进行保护科学发展的政策，允许自由讨论学术问题和学术思想的自由发展等等又为近代科学的创立和发展提供了极为有利的条件。
即欧洲国家保护、奖励科技发明,重视科技发展推动了近代科学的发展.3.人文主义、地理大发现和理性主义的兴起解放了人们的思想，为科技发展奠定了思想基础.文艺复兴反对盲从和迷信，提倡独立的学术研究，为资产阶级在政治上取代封建统治作舆论准备，它打破了教会的精神统治，动摇了封建制度的政治思想基础，为把自然科学从神学中解放出来创造了必要的条件。
近代自然科学革命就是在文艺复兴运动的高潮中拉开序幕的，首先向宗教神学发起冲击的是天文学。
随后的宗教改革摧毁了天主教会的精神独裁，对科学革命也产生了巨大的影响。
地理大发现也有重要意义，它以实践证实了地圆学说，为建立新的天文学和地理学奠定了基础，对近代科学技术的发展有不可估量的意义。
更重要的是它所引起的思想观念的革命，它用实践突破了所谓经典知识界限，使人的思维方式从权威的盲目崇拜中解放出来。
自然科学发展简史
• 6. 著名的法国科学家皮埃尔·居里和他 的妻子玛丽·居里，经过多年的研究和实 验，发现了钍、钋、镭的放射性。
• 7. 电子、X射线和放射性现象，这三 大发现是19世纪末物理学的重要成就。 在此基础上，20世纪初产生了原子物理 学。
•…
8. 英国物理学家汤姆生，在证实了 电子的存在以后，于1904年，提出了他 关于原子结构的“面包夹葡萄干”的原 子模型。
• 1931年—1932年，人们第一次接收到宇宙射电 的信号，并在1936年研制成功射电望远镜，打 开了观测宇宙的又一个窗口。
量子力学建立以后，人们开始用量子力学的 原理来研究分子的微观结构，由此而产生了一门 新的学科----量子化学。
20世纪30年代，人们把量子力学的原理推广 到多原子分子的研究上来。建立了两种化学键理 论，它们是 价键理论和分子轨道理论 。
自然科学发展简史
一、20 世纪初的物理学革命
0. 1900年英国物理家凯尔文勋爵对物理学的展 望和新世纪物理学的新发展，电子、X射线、放 射性等的发现所带来的冲击与兴奋。 1. “电子”一词，最早使用在1891年，是英国 科学家斯托内在他的研究成果中提出的。电子是 人类发现的第一代基本粒子。 2. 1876年，德国物理学家戈德斯坦提出，玻璃 管壁上的辉光是由阴极产生的某种射线所引起的， 他把这种射线命名为阴极射线。
• 美国的费米和德国的哈恩发现了人 工核裂变反应，铀裂变时又放出中 子，形成链式反应，发出大量能量， 由此开始了原子能的利用。
• “宇宙射线”是天然的“实验室”
P252
• 第一，正电子的发现 • 第二，正负电子对与光子的相互转化 • 第三，介子的发现，日本的汤川秀树 • 费米的中微子
基本粒子
• 第一代基本粒子：光子、轻子、重子、 正负电子等，到1947年，约有14种。
对科学革命的认识
对科学革命的认识
科学革命是指在16世纪至18世纪期间发生的一次重大变革，它改变了人们对自然世界的认识和处理方式，推动了现代科学的发展。
科学革命的核心是实验方法的建立和应用，它打破了传统的教条和迷信观念，提出了“观察事实，归纳规律”的科学方法论，强调实验证明和理论检验的重要性。
科学革命的影响深远，不仅在物理学、天文学、生物学等自然科学领域得到了广泛应用，也推动了社会科学、人文学科的发展，推进了人类文明的进步和现代化进程。
它改变了人们对世界的认识方式，促进了科技的进步和经济的发展，对人类的生产、生活和思想观念等方面都产生了深刻的影响。
然而，科学革命也面临着一些挑战和问题，如科学技术的滥用、人类对自然环境的破坏等。
因此，在认识科学革命的过程中，我们需要不断反思科学与人类关系的本质，积极探寻科学与人文、伦理、道德等方面的关联，以实现科学技术的可持续发展和人类文明的和谐进步。
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狭义相对论（Special Relativity）是主要 由爱因斯坦创立的时空理论，是对牛顿时空 观的改造。提示了时间与空间的统一性和相 对性，建立了新的时空观。这一理论揭示了 物体的质量和能量在一定条件下可以互相转 换的规律，论证了物质的运动和时间、空间 的密切关系。
1905年发表狭义相对论的爱因斯坦
第3课 自然科学的革命
自然科学是研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有 机自然界的各门科学的总称。认识的对象是整个自然界， 即自然界物质的各种类型、状态、属性及运动形式。
近代自然科学发展的原因
①文艺复兴时期开始的思想解放运动，冲 破封建神学的束缚，人们开始用科学实验和科 学方法来认识世界； ② 资本主义生产的发展对科学技术的迫切 要求，人们对大自然奥秘的执著探索。
牛顿在做光学实验
剑桥大学王后学院牛顿数学桥
数学桥又称牛顿桥，是位于王后学院内的一座木桥。相传，这座桥是牛顿运用数学和力学原理 设计建造的，整座桥上没有使用一根钉子，堪称是个奇迹。后来，好奇的学生把它拆下来，想看个 究竟。谁知拆下容易，恢复难！无论他们用什么方法，就是恢复不了原样，连校方也无能为力，最 后，不得不用钉子固定，才重新将木桥架起来。
姓名 国家 主要著作或成就 牛顿 英国 达尔 英国 文 爱因 美国 斯坦
意义
《自然哲学的数学原 理》，提出运动三定 律和万有引力定律
《物种起源》，提 出生物进化论
提出相对论
牛顿
近代自然科学的奠基者
牛顿故居
牛顿出生于英格兰林肯郡沃尔索浦一自耕农 家庭。他是一个早产儿，出生时仅三磅（1磅＝ 0.4536千克）。1661年进入剑桥大学三一学院学 习，1665年6月因伦敦暴发鼠疫离校返乡居住两 年。三大成就（微积分、万有引力、光学分析） 的思想均是在这时孕育成形的。牛顿还在代数和 数论、计算方法、逼近论、概率论等方面有创造 性的成就和贡献。
国产“歼十”飞机起飞
“神舟五号”飞船发射
喷气式飞机和运载火箭的飞行都是遵循牛顿的第三定律：一种力把燃气从飞行器引擎的末尾推 出去，同时一种相等的反作用力推动飞行器前进。
1825年，达尔文进入爱丁堡大学学习医学。大学毕业后，1831年12月27日，自费随英国 皇家考察船“小猎犬号”（贝格尔号）进行科学考察。在太平洋的加拉巴哥斯群岛，达尔文 发现26种陆栖鸟类中有25种是岛上特有的，有一个是新种；15种海栖鱼类全部是新种；185 种显花植物中，新种多达100种。经过长达5年（1836年10月2日）的科学考察，达尔文坚信 任何物种都是由另一个物种进化演变而来的。为其日后提出进化论奠定了坚实的基础。
距离地球数百万光年的星系
根据牛顿的原理研制的高级望远镜，使天文学家能比以前更远地观察到宇宙深处。
牛顿用过的仪器
牛顿曾痴迷于三棱镜的特性。他在剑桥大学三一学 院的研究室内进行了一次又一次的实验。他拉上窗帘， 使房间变暗，以便更容易观察三棱镜的效果。作为一个 大学生，他对于光的特性的了解已经超过了前人。
想一想：从上述三段名言中找出这些科学
巨匠成功的秘诀？和他们相比，你还不具 备哪些素质？
练习：一
牛顿
达尔文
一对应
相对论
物竟天择， 适者生存
爱因斯坦
运动三定律
艾萨克· 牛顿
Isaac Newton 1642.12.25～1727.3.31 英国物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家
著名物理学家牛顿发明的第一架反射望远镜
1668年，牛顿制成了第一架反射望远镜样机。1671年，牛顿把经过改进的反射望远镜献给皇家 学会，牛顿名声大震，并被选为皇家学会会员。反射望远镜，效果远优于伽利略设计的折射望远镜 。反射望远镜的发明奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。
思考中的晚年爱因斯坦
阿尔伯特· 爱因斯坦
Albert Einstein 1879.3.14～1955.4.18 德裔美国 现代物理学奠基人
出生于德国乌尔姆市班霍夫街135号。父赫尔曼· 爱 因斯坦，母波林· 科克，均为犹太人。1900年毕业于苏黎 世工业大学，1909年开始在大学任教，1914年任威廉皇 家物理研究所所长兼柏林大学教授。后被迫移居美国， 青年时期的爱因斯坦 爱因斯坦和妹妹Maja 1940年入美国国籍。现代物理学的开创者和奠基人。
Байду номын сангаас
爱因斯坦向电视观众介绍核武器危害
长崎上空的蘑菇云
相对论的提出，为原子能 技术的开发提供了理论依据， 同时，也是时空观念的伟大革 命，对现代自然科学的发展产 生了极为深远的影响。
讲述与三位科学家 有关的故事
阅读下列材料：
材料一：如果我看得远，那是因为我站在 巨人的肩膀上－－牛顿 材料二：完成工作的方法是爱惜每一分钟 －－达尔文 材料三：我没有什么特别的技能，不过喜 欢寻根刨底追究问题罢了－－爱因斯坦